DE3612085A1 - solar cell - Google Patents

solar cell

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DE3612085A1
DE3612085A1 DE19863612085 DE3612085A DE3612085A1 DE 3612085 A1 DE3612085 A1 DE 3612085A1 DE 19863612085 DE19863612085 DE 19863612085 DE 3612085 A DE3612085 A DE 3612085A DE 3612085 A1 DE3612085 A1 DE 3612085A1
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Akira Shibata
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Shinichi Nakajima
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Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Solarzelle gemäß der in den Oberbegriffen der nebengeordneten Ansprüche 1 und 10 be schriebenen Art. The invention relates to a solar cell according to the BE in the preambles of the independent claims 1 and 10 type described.

Bei einer konventionellen Solarzelle vom pn-Übergangstyp kann eine ohmsche Verbindung zwischen einem Frontkontakt und einer Diffusionsschicht eines Halbleitersubstrats nur schwer hergestellt werden. In a conventional solar cell pn junction type ohmic connection between a front contact and a diffusion layer of a semiconductor substrate can be difficult to produce. Der Grund dafür liegt darin, daß ein Antireflexionsbelag aus einem elektrisch isolierenden Material zwischen dem Frontkontakt und der Diffusionsschicht des Halbleitersubstrats liegt. The reason for this is that an anti-reflection coating is made of an electrically insulating material between the front contact and the diffusion layer of the semiconductor substrate. Das hat zur Folge, daß der Siebfaktor (Fill-Faktor FF) einer Strom-Spannungs-Charakte ristik (IV) vermindert und der Wirkungsgrad der Energie umwandlung herabgestzt werden. This has the consequence that the Siebfaktor (Fill Factor FF) ristik a current-voltage builds character (IV) is reduced and the efficiency of energy conversion herabgestzt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Solarzelle der eingangs genannten Art so weiterzubilden, daß sie eine verbesserte ohmsche Verbindung zwischen einem Frontkontakt und einer Diffusionsschicht eines Halbleitersubstrats sowie einen höheren Wirkungsgrad der Energieumwandlung auf weist. The invention has the object of providing a solar cell of the type mentioned above so further develop that it has an improved ohmic connection between a front contact and a diffusion layer of a semiconductor substrate and a higher energy conversion efficiency on.

Die Lösung der gestellten Aufgabe ist den kennzeichnenden Teilen der Ansprüche 1 und 10 zu entnehmen. The solution of the problem is defined in the characterizing parts of claims 1 and 10. FIG.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den jeweils nachfolgenden Unteransprüchen angegeben. Advantageous embodiments of the invention are given in the respective following subclaims.

Eine Solarzelle nach der Erfindung mit einem Halbleiter substrat zeichnet sich aus durch eine durch Diffusion aktiver Verunreinigungen im Halbleitersubstrat gebildete Diffusionsschicht, und durch einen auf der Diffusionsschicht gebildeten Kontakt bzw. Frontkontakt, der aus einer Metall paste hergestellt ist, die einen als Hauptmaterial dienenden Metallpuder, eine Glasurmasse und ein Element aus der fünften (V) Gruppe des Periodensystems enthält. A solar cell according to the invention with a semiconductor substrate is characterized by a formed by diffusion of active impurities in the semiconductor substrate diffusion layer, and through a gap formed on the diffusion layer contact or front contact, which is made of a metal paste serving as a main material metal powder, contains a glass frit and an element from the fifth (V) group of the periodic system.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist auf der Diffusionsschicht ein Antireflexionsbelag gebildet, durch den verhindert wird, daß Licht von der Solarzelle reflektiert wird. According to an advantageous embodiment of the invention an anti-reflection coating is formed on the diffusion layer, is prevented by the light to be reflected from the solar cell.

Nach einer anderen sehr vorteilhaften Ausgestaltung der Er findung ist der Kontakt bzw. Frontkontakt durch Brennen durch den Antireflexionsbelag hindurch gebildet, um eine hinreichenden ohmsche Verbindung zwischen der Diffusions schicht und dem Kontakt bzw. Frontkontakt zu erhalten. According to another very advantageous embodiment of the invention the contact He or front contact by firing by the anti-reflection coating is formed therethrough to layer a sufficient ohmic connection between the diffusion and to obtain the contact or front contact.

Der Antireflexionsbelag besteht dabei aus einem elektrisch isolierendem Material. The anti-reflection coating consists of an electrically insulating material.

Vorteilhaft ist das Material des Antireflexionsbelags aus der TiO₂, SiO₂, Ta₂O₅, SnO₂ und Si₃N₄ enthaltenen Gruppe ausgewählt. the material of the anti-reflection coating from TiO₂, SiO₂, Ta₂O₅, SnO₂ and Si₃N₄ contained group is advantageously selected.

Eine zusätzliche Menge des Elements der fünften Gruppe bezogen auf die Metallpaste ist aus einem Bereich zwischen 0,05 Gew.-% bis etwa 0,3 Gew.-% ausgewählt. An additional amount of the element of the fifth group, based on the metal paste is in a range between 0.05 wt .-% to about 0.3 wt .-% selected. Das Metall material ist dabei aus der Ag, Cu und Ni enthaltenen Gruppe ausgewählt. The metal is thereby material from the Ag, Cu and Ni contained group selected.

Vorzugsweise enthält die Metallpaste weiterhin einen organischen Binder und ein Lösungsmittel. Preferably, the metal paste further contains an organic binder and a solvent. Auch kann die Metallpaste mehrere Elemente der fünften Gruppe des Periodensystems enthalten. Also, the metal paste may contain several elements of the fifth group of the periodic system.

Die vorliegende Aufgabe wird auch durch eine Solarzelle mit einem Halbleitersubstrat, in das aktive Verunreinigungen zur Bildung einer pn-Übergangsschicht eindiffundiert sind, und mit einem Frontkontakt aus einer Metallpaste, die einen metallischen Puder als Basismaterial, eine Glasurmasse, einen organischen Binder und ein Lösungsmittel enthält, gelöst, bei der die Metallpaste ein Element der fünften Gruppe des Periodensystems enthält. The present object is also achieved by a solar cell comprising a semiconductor substrate are diffused into the active impurities to form a pn junction layer, and a front contact from a metal paste containing a metal powder as a base material, a glass frit, an organic binder and a solvent dissolved, wherein the metal paste contains an element of the fifth group of the periodic table. Insbesondere hat es sich als vorteil haft erwiesen, daß das genannte Element Phosphor (P) ist, während andererseits die Metallpaste eine Silber (Ag)-Paste ist. In particular, it has proved to be advantageous in that the said element is phosphorus (P), while on the other hand, the metal paste, a silver (Ag) paste.

Entsprechend der Erfindung wird also eine Solarzelle mit einem Halbleitersubstrat erhalten, indem eine Diffusions schicht zur Bildung einer pn-Übergangsschicht vorhanden ist, wobei auf der Diffusionsschicht des Halbleitersubstrats ein Frontkontakt (Elektrode) gebildet ist, der aus einer Metallpaste besteht, die einen metallischen Puder, eine Glasurmasse bzw. Glasschmelze und ein Element der fünften Gruppe des periodischen Systems der Elemente enthält. According to the invention, a solar cell, that is obtained with a semiconductor substrate by a diffusion layer to form a pn junction layer is provided with a front contact (electrode) is formed on the diffusion layer of the semiconductor substrate, which consists of a metal paste containing a metal powder, containing a glass frit or glass melt, and an element of the fifth group of the periodic system of the elements. Die Metallpaste kann darüber hinaus auch einen organischen Binder und ein Lösungsmittel aufweisen. The metal paste may also further include an organic binder and a solvent. Statt eines einzigen Frontkontaktes können auch mehrere Frontkontakte vorhanden sein. Instead of a single front contact multiple front contacts may be present. Auch können sich mehrere Elemente der fünften Gruppe innerhalb der Metallpaste befinden. Also, multiple elements of the fifth group in the metal paste may be located.

Die Zeichnung stellt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dar. Es zeigen: The drawing illustrates an embodiment of the invention: FIG.

Fig. 1 einen Querschnitt durch eine Solarzelle nach der Erfindung, und Fig. 1 shows a cross section through a solar cell according to the invention, and

Fig. 2 eine Strom-Spannungs-Charakteristik der Solarzelle nach Fig. 1 im Vergleich zu einer konventionellen Solarzelle. Fig. 2 shows a current-voltage characteristic of the solar cell of FIG. 1 as compared to a conventional solar cell.

Im Nachfolgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Er findung unter Bezugnahme auf die Fig. 1 näher erläutert, die einen Schnitt durch die Solarzelle zeigt. In the following, an exemplary embodiment of the invention with reference to FIG. 1 explained in more detail, which shows a section through the solar cell. Eine Diffusionsschicht 2 vom n⁺-Typ ist in einem Silizium(Si)- Substrat vom p-Typ durch Diffusion aktiver Verunreinigungen in das Halbleitersubstrat 1 gebildet worden. A diffusion layer 2 from the n⁺-type in a silicon (Si) - substrate formed of p-type by diffusion of active impurities in the semiconductor substrate. 1 Auf der Dif fusionsschicht 2 liegt ein Antireflexionsbelag 3 , durch den verhindert wird, daß Licht- oder Sonnenstrahlung von der Oberfläche der Solarzelle reflektiert wird. On the Dif fusion layer 2, an antireflection coating 3, is prevented by that light or solar radiation is reflected from the surface of the solar cell. DieserAnti reflexionsbelag kann beispielsweise aus SiO₂, TiO₂ oder dergleichen bestehen. This anti-reflection coating may for example consist of SiO₂, TiO₂ or the like. Auf dem Halbleitersubstrat 1 liegen Frontkontakte 4 , die als negative Kontakte dienen. On the semiconductor substrate 1 are front contacts 4, which serve as negative contacts. Die Frontkontakte 4 können auch als Kontaktfinger bezeichnet werden und bilden ein Kontaktgitter. The front contacts 4 may be referred to as contact fingers and form a contact grid. Auf den Frontkontakten 4 befinden sich jeweils Lötschichten 5 , um den Serienwider stand herabzusetzen und die Betriebszuverlässigkeit der Solarzelle zu erhöhen. Are each solder layers 5 to decrease was the series resistance and increase the reliability of the solar cell on the front contacts. 4 An der Rückseite des Halbleiter substrats 1 sind Rückkontakte 6 angeordnet, die beispiels weise aus einer Aluminium(Al)-Paste bestehen, und die als positive Kontakte dienen (positive Anschlußseite). At the back of the semiconductor substrate 1, back contacts 6 are disposed, the Example paste, consist of an aluminum (Al), and which serve as the positive contacts (positive terminal side). Statt mehrerer Rückkontakte 6 kann auch nur ein einzigen durch gehender Rückkontakt 6 vorhanden sein (Rückkontaktschicht). Instead of several back contacts 6 only a single can also continuous back contact 6 exist (back contact layer).

Bei der Solarzelle nach Fig. 1 sind in die Oberfläche des Halbleitersubstrats aktive Verunreinigungen bzw. Fremdatome eindiffundiert worden. In the solar cell of FIG. 1 active contaminants or impurities have been diffused into the surface of the semiconductor substrate. Das Halbleitersubstrat kann beispielsweise aus einkristallinem Silizium be stehen, so daß die pn-Übergangsschicht an der Oberfläche des Halbleitersubstrats gebildet wird. The semiconductor substrate can for example be made of monocrystalline silicon are such that the pn junction layer is formed on the surface of the semiconductor substrate. Um zu verhindern, daß Licht- oder Sonnenstrahlung durch die Oberfläche der Solarzelle reflektiert wird, befindet sich auf der Ober fläche des Halbleitersubstrat ein Antireflexionsbelag aus SiO₂, TiO₂, oder dergleichen. In order to prevent light or solar radiation is reflected by the surface of the solar cell is located on the upper surface of the semiconductor substrate, an antireflection coating of SiO₂, TiO₂, or the like. Dieser Antireflexionsbelag 3 liegt also an der Frontseite des Halbleitersubstrats 1 . So this antireflection coating 3 is located at the front side of the semiconductor substrate. 1 An der Frontseite des Halbleitersubstrats 1 liegen eben falls die Frontkontakte 4 , die durch eine Metallpaste, beispielsweise durch eine Ag-Paste gebildet sind, welche eine Glasurmasse bzw. Glasschmelze enthält. Lie on the front side of the semiconductor substrate 1 just in case the front contacts 4, which are formed by a metal paste, for example, by a Ag paste containing a glass frit or glass melt. Die Front kontakte 4 können beispielsweise dadurch hergestellt werden, daß sie zunächst direkt auf den Antireflexions belag aufgedruckt und anschließend gebrannt werden. The front contacts 4 may be prepared for example by the fact that are printed and then fired it at first directly onto the anti-reflection coating. Die Frontkontakte 4 durchdringen dann den Antireflexionsbelag 3 , so daß sie letztlich mit der Diffusionsschicht 2 des Halb leitersubstrats 1 in Berührung kommen. The front contacts 4 then penetrate the anti-reflective coating 3 so that they ultimately come to the diffusion layer 2 of the semiconductor substrate 1 in contact. Auf diese Weise wird eine wirksame ohmsche Verbindung zwischen den Frontkontakten 4 und der Diffusionsschicht 2 des Halbleitersubstrats 1 er halten. In this way, an effective ohmic connection between the front contacts 4 and the diffusion layer 2 of the semiconductor substrate 1 is he observed. Der Herstellungsprozeß wird auch als Durchbrenn prozeß bezeichnet. The manufacturing process is also called burnout process.

Allerdings ist es auch mit Hilfe dieses Durchbrennprozesses schwierig, eine sehr gute ohmsche Verbindung zwischen den Frontkontakten 4 und der Diffusionsschicht 2 des Halbleiter substrats 1 zu erhalten, da der Antireflexionsbelag 3 auf der Diffusionsschicht 2 des Halbleitersubstrats 1 aus einem elektrisch isolierenden Material wie beispielsweise TiO₂, SiO₂, Ta₂O₅, SnO₂, Si₃N₄, und dergleichen, besteht. However, it is difficult even with the help of this fire-through process, to obtain a very good ohmic connection between the front contacts 4 and the diffusion layer 2 of the semiconductor substrate 1, since the anti-reflection coating 3 on the diffusion layer 2 of the semiconductor substrate 1 made of an electrically insulating material, such as TiO₂, SiO₂, Ta₂O₅, SnO₂, Si₃N₄, and the like, there.

Um hier zu noch besseren Ergebnissen zu gelangen bestehen nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung die Frontkontakte 4 aus einer Metallpaste, die ein Element aus der fünften (V) Gruppe des periodischen Systems ent hält. In order to arrive at even better results are made according to an advantageous embodiment of the invention, the front contacts 4 made of a metal paste that keeps an element from the fifth (V) group of the periodic system ent. Beispielsweise weist eine Silber(Ag)-Paste einen kleinen Anteil an Phosphor (P) auf, der zur fünften Gruppe des periodischen Systems gehört. For example, a silver (Ag) paste a small amount of phosphorus (P), which belongs to the fifth group of the periodic system. Statt des Phosphors kann auch eine Phosphorverbindung innerhalb der Silberpaste vor handen sein. Instead of phosphorus, a phosphorus compound within the silver paste before handen can be. Die zusätzliche Menge an Phosphor oder der genannten Phosphorverbindung gegenüber der Ag-Paste kann im Bereich zwischen 0,05 Gew.-% und 0, 3 Gew.-% liegen. The additional amount of phosphorus or of the said phosphorus compound with respect to the Ag paste may range between 0.05 wt .-% and 0 3 wt .-% are. Die Ag-Paste kann ferner einen organischen Binder, ein Lösungsmittel und ein zusätzliches Mittel zusätzlich zum Phosphor (P) oder zur Phosphorverbindung aufweisen. The Ag paste may further include an organic binder, a solvent and an additional agent in addition to phosphorus (P) or have the phosphorus compound.

Wird der Ag-Paste eine geringe Menge an Phosphor (P) oder einer Phosphorverbindung hinzugesetzt, so brennen die Frontkontakte 4 besser durch den Antireflexionsbelag 3 hindurch und bilden eine sehr gute Verbindung mit der Diffusionsschicht 2 aufgrund eines synergetischen Effektes zwischen der Glasurmasse und dem Phosphor bzw. der Phosphor verbindung innerhalb der Ag-Paste, wenn die Ag-Paste ge brannt wird. If the Ag paste a small amount of phosphorus (P) or a phosphorus compound added, so 4 to burn the front contacts better by the anti-reflection coating 3 therethrough and form a very good connection with the diffusion layer 2 because of a synergistic effect between the glass frit and the phosphor or the phosphor when the Ag paste is burned ge. compound within the Ag paste. Es wird somit eine sehr gute ohmsche Ver bindung zwischen den Frontkontakten 4 und der Diffusions schicht 2 innerhalb des Substrats 1 erhalten. It will thus bond between the front contacts 4 and the diffusion layer 2 of the substrate 1 obtained within a very good ohmic Ver. Dementsprechend werden der Siebfaktor (Fill-Faktor FF) verbessert und der Wirkungsgrad der Energieumwandlung erhöht. Accordingly, the Siebfaktor (Fill Factor FF) to be improved, and the energy conversion efficiency increases.

Wie bereits erwähnt, werden die Frontkontakte 4 derart hergestellt, daß zunächst die Ag-Paste direkt auf den Anti reflexionsbelag 3 aufgedruckt wird. As already mentioned, the front contacts 4 are manufactured so that first the Ag paste reflection coating on the anti is printed. 3 Anschließend wird die Ag-Paste gebrannt bzw. sehr hoch erhitzt, so daß die Front kontakte 4 durch den Antireflexionsbelag 3 hindurchbrennen und eine gute ohmsche Verbindung zwischen den Front kontakten 4 und der Diffusionsschicht 2 des Halbleiter substrats 1 entsteht. Then, the Ag paste is baked or heated is very high, so that the front through burn contacts 4 by the antireflection coating 3 and a good ohmic connection between the front contacts 4 and the diffusion layer 2 of the semiconductor substrate 1 is formed. Als erstes werden Verunreinigungen vom n-Typ , beispielsweise P, bei etwa 950°C in das Siliziumsubstrat 1 vom p-Typ hineindiffundiert, das eine Dicke von etwa 400 µm und einen spezifischen Volumenwider stand aufweist, der etwa zwischen 0,5 Ohm-cm und etwa 10,5 Ohm-cm liegt, um eine Diffusionsschicht 2 mit einer Dicke zwischen etwa 0,3 µm und etwa 1,0 µm zu erzeugen. First, impurities are n-type, for example P, diffuses from the p-type at about 950 ° C in the silicon substrate 1, which was a thickness of about 400 microns and a volume reflection comprises approximately between 0.5 ohm-cm and about 10.5 ohm-cm, to produce a diffusion layer 2 having a thickness of between about 0.3 microns and about 1.0 microns.

Anschließend wird auf der Oberfläche der Diffusions schicht 2 der Antireflexionsbelag 3 gebildet, der bei spielsweise aus TiO₂ besteht und eine Dicke zwischen etwa 70 Nanometer (700 A) und etwa 80 Nanometer (800 A) aufweist. Subsequently, on the surface of the diffusion layer 2 of the anti-reflection coating 3 is formed, which consists at play, of TiO₂ and a thickness between about 70 nanometers (700 A) and about 80 nanometers (800 A). Der Antireflexionsbelag 3 kann beispielsweise durch ein Aufschleuderverfahren (Spin-on-Verfahren), durch ein Eintauchverfahren oder ein Niederschlagsver fahren im Vakuum (CVD-Verfahren) gebildet werden. The anti-reflection coating 3 may, for example, by a spin coating (spin-on method), are formed by a dipping method or a drive Niederschlagsver in vacuo (CVD method). Auf der rückseitigen Oberfläche des Siliziumsubstrats 1 vom p-Typ wird eine Al-Paste durch ein Siebdruck- oder Filmdruck- Verfahren aufgebracht und bei etwa 800°C gebrannt. On the back surface of the silicon substrate 1 of p-type, an Al paste is applied by a screen printing or Filmdruck- method and fired at about 800 ° C. Hier durch werden die Rückkontakte 6 erhalten. Here through the rear contacts 6 are obtained. Die Ag-Paste wird ebenfalls durch Sieb- bzw. Film- oder Schablonen- Druckverfahren auf den Antireflexionsbelag 3 aufgebracht und bei einer Temperatur gebrannt, die zwischen 600°C und etwa 700°C liegt. The Ag paste is applied also by screen printing or film or stencil printing process on the antireflection coating 3 and fired at a temperature which is between 600 ° C and about 700 ° C. Auf diese Weise werden die Frontkontakte 4 hergestellt. In this way, the front contacts 4 are prepared. Um die Betriebszuverlässigkeit der Solarzelle zu verbessern und den Serienwiderstand herabzusetzen, werden die Frontkontakte 4 der Solarzelle mit Lot beschichtet, und zwar mit Hilfe eines Eintauchprozesses, so daß die Lötschichten 5 erhalten werden. In order to improve the operational reliability of the solar cell and to reduce the series resistance of the front contacts of the solar cell 4 with solder are coated, with the aid of an immersion process, so that the solder layers are obtained. 5 Die Herstellung der in Fig. 1 dargestellten Solarzelle ist damit beendet. The production of the solar cell shown in Fig. 1 is completed.

Da die Frontkontakte 4 nach dem Ausführungsbeispiel der Er findung aus einer Ag-Paste bestehen, die eine geringe Menge an Phosphor (P) oder einer Phosphorverbindung in der fünften Gruppe des periodischen Systems enthält, wird eine sehr gute ohmsche Verbindung zwischen den Frontkontakten 4 und der Diffusionsschicht 2 des Halbleitersubstrats 1 erhalten, und zwar durch einen synergetischen Effekt zwischen der Glasurmasse bzw. Glasschmelze und dem Phosphor bzw. der Phosphorverbindung innerhalb der Ag-Paste. Since the front contacts 4 are made according to the exemplary embodiment of the invention made of an Ag paste containing a small amount of phosphorus (P) or a phosphorus compound in the fifth group of the periodic system, is a very good ohmic connection between the front contacts 4 and the diffusion layer 2 of the obtained semiconductor substrate 1, by a synergistic effect between the glass frit or glass melt and the phosphorus or the phosphorus compound within the Ag paste. Der Kontaktwider stand der ohmschen Verbindung läßt sich somit erheblich reduzieren. The contact resistance was the ohmic connection can thus be significantly reduced. Ferner werden der Siebfaktor (Fill-Faktor FF) verbessert und der Wirkungsgrad der Energieumwandlung erhöht. Further, the Siebfaktor (Fill Factor FF) to be improved, and the energy conversion efficiency increases.

In der Fig. 2 ist die Strom-Spannungs-Charakteristik (IV) der Solarzelle nach Fig. 1 im Vergleich zu einer kon ventionellen Solarzelle dargestellt. In FIG. 2, the current-voltage characteristic (IV) of the solar cell of FIG. 1 as compared to a con ventional solar cell is illustrated. Entlang der horizontalen Achse ist eine Ausgangsspannung aufgetragen, wie sie bei Lichteinfall auf die Solarzelle erhalten wird. Along the horizontal axis, an output voltage is applied, as is obtained when light is incident on the solar cell. Entlang der vertikalen Achse ist dagegen der Ausgangsstrom bei Lichteinfall auf die Solarzelle angegeben. Along the vertical axis, however, the output current when exposed to light is indicated on the solar cell. Die Charakteristik einer Solarzelle mit Frontkontakten aus einer Ag-Paste ohne Zusatz von Phosphor (P) oder einer Phosphorverbindung ist durch die unterbrochene Linie ange deutet. The characteristic of a solar cell with front contacts made of an Ag-paste without the addition of phosphorus (P) or a phosphorus compound is indicated by the broken line. Dagegen ist die Charakteristik der Solarzelle nach der Erfindung mit Frontkontakten aus einer Ag-Paste mit einem Zusatz an Phosphor (P) oder einer Phosphorverbindung durch die ununterbrochene Linie A dargestellt. In contrast, the characteristic of the solar cell according to the invention with front contacts made of an Ag paste of a phosphorus compound by the unbroken line A is provided with an addition of phosphorus (P) or shown. Die unter brochene Linie ist mit B bezeichnet. The under brochene line labeled B. Bei der konventionellen Solarzelle entsprechend der unterbrochenen Linie B liegt ein relativ großer Kontaktwiderstand zwischen den Front kontakten und der Diffusionsschicht vor, wobei der Sieb faktor etwa 0,5 ist. In the conventional solar cell in accordance with the broken line B, a relatively large contact resistance between the front contacts and the diffusion layer is located in front, the screen factor is about 0.5. Im Vergleich zur konventionellen Solar zelle ist dagegen bei der Solarzelle nach der Erfindung entsprechend der durchgehenden Linie A der Kontakt widerstand zwischen den Frontkontakten 4 und der Diffusions schicht 2 erheblich vermindert. Compared to the conventional solar cell, however, the contact resistance layer 2 considerably reduced between the front contacts 4 and the diffusion in the solar cell according to the invention corresponding to the solid line A. Das Ausgangssignal der Solar zelle nach der Erfindung ist daher erheblich größer als das der konventionellen Solarzelle. The output of the solar cell according to the invention is thus considerably greater than that of the conventional solar cell. Ferner sind der Siebfaktor vergrößert, der etwa den Wert 0,75 annimmt, und der Wirkungs grad der Energieumwandlung erhöht. Further, the Siebfaktor are enlarged, which assumes a value of about 0.75, and the degree of response increases of power conversion.

Im Vorangegangenen wurde lediglich Phosphor als Element der fünften Gruppe des periodischen Systems verwendet, oder eine entsprechende Phosphorverbindung. In the foregoing, phosphorus was used only as an element of the fifth group of the periodic table, or a corresponding phosphorus compound. Allerdings ist hierauf die Erfindung nicht beschränkt. However, the invention is not limited thereto. Beispielsweise können auch Vanadium, Wismut, und so weiter benutzt werden. For example, also vanadium, bismuth, and continue to be used that way. Auch muß nicht unbedingt eine Ag-Paste zur Bildung der Frontkontakte 4 verwendet werden. Also need not be necessarily used an Ag paste for forming the front contacts. 4 Eine entsprechende Metallpaste, die Cu oder Ni als Basismetallmaterial enthält, kann ebenfalls zum Einsatz kommen. A corresponding metal paste containing Cu or Ni as the base metal material may also be used.

Ebenfalls ist die Erfindung nicht auf einkristalline Siliziumsolarzellen beschränkt, sondern bezieht sich eben falls auf polykristalline Siliziumsolarzellen. Also, the invention is not limited to monocrystalline silicon solar cells, but refers precisely appropriate, polycrystalline silicon solar cells. Der Anti reflexionsbelag 3 kann beispielsweise aus TiO₂, SiO₂, Ta₂O₅, SnO₂, Si₃N₄, und so weiter, bestehen. The anti-reflection covering 3 can be of TiO₂, SiO₂, Ta₂O₅, SnO₂, Si₃N₄, and so on, are made.

Auch muß die Solarzelle nach der Erfindung nicht unter Verwendung des sogenannten Durchbrennverfahrens hergestellt werden. Also, the solar cell does not need to be produced using the so-called fire-through method according to the invention. Auch andere Verfahren sind denkbar, durch die der Wirkungsgrad der Energieumwandlung der Solarzelle erhöht wird. Other methods are also conceivable, by which the energy conversion efficiency of the solar cell is increased.

Die Metallpaste kann darüber hinaus mehrere Elemente der fünften Gruppe des periodischen Systems oder entsprechende Verbindungen enthalten. The metal paste may contain a plurality of elements of the fifth group of the periodic table or corresponding compounds beyond.

Wie oben beschrieben, werden aktive Verunreinigungen bzw. Fremdatome in das Halbleitersubstrat 1 hineindiffundiert, um eine Pn-Übergangsschicht zu erzeugen. As described above, active impurities or impurities are diffused into the semiconductor substrate 1 to form a pn junction layer. Die Frontkontakte 4 werden durch eine Metallpaste gebildet, die eine Glasur masse bzw. Glasschmelze, den organischen Binder, das Lösungsmittel und das Element aus der fünften Gruppe des periodischen Systems der Elemente enthält. The front contacts 4 are formed by a metal paste containing a glass frit or glass melt, the organic binder, the solvent and the element from the fifth group of the periodic table of elements. Wird die Metall paste stark erhitzt bzw. gebrannt, so brennen die Front kontakte durch den Antireflexionsbelag 3 hindurch, und zwar aufgrund des Zusammenwirkens der Glasurmasse mit dem Element innerhalb der Metallpaste. When the metal paste greatly heated or burned, the burning front contacts by the anti-reflection coating 3 therethrough and due to the cooperation of the glass frit with the element within the metal paste. Es wird somit eine sehr gute ohmsche Verbindung zwischen den Frontkontakten 4 und der Diffusionsschicht 2 des Halbleitersubstrats 1 erhalten. A very good ohmic connection between the front contacts 4 and the diffusion layer 2 of the semiconductor substrate 1 is thus obtained. Die Strom-Spannungs-Charakteristik der Solarzelle nach der Erfindung und ihr Wirkungsgrad der Energieumwandlung sind daher erheblich verbessert. The current-voltage characteristic of the solar cell according to the invention and its energy conversion efficiency is therefore significantly improved.

Claims (12)

  1. 1. Solarzelle, mit einem Halbleitersubstrat ( 1 ), gekennzeichnet durch 1. Solar cell comprising a semiconductor substrate (1), characterized by
    • - eine durch Diffusion aktiver Verunreinigungen im Halb leitersubstrat ( 1 ) gebildete Diffusionsschicht ( 2 ), und durch - a semiconductor substrate by diffusion of active impurities in the half (1) formed diffusion layer (2), and by
    • - einen auf der Diffusionsschicht ( 2 ) gebildeten Kontakt ( 4 ), der aus einer Metallpaste hergestellt ist, die einen als Hauptmaterial dienenden Metallpuder, eine Glasurmasse und ein Element aus der fünften (V) Gruppe des Periodensystems enthält. - contact formed one on the diffusion layer (2) (4) which is made of a metal paste containing a serving as the main material metal powder, a glass frit, and an element from the fifth (V) group of the periodic system.
  2. 2. Solarzelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Diffusionsschicht ( 2 ) ein Antireflexionsbelag ( 3 ) gebildet ist, durch den verhindert wird, daß Licht von der Solarzelle reflektiert wird. 2. Solar cell according to claim 1, characterized in that on the diffusion layer (2), an antireflection coating (3) is formed, is prevented by the light to be reflected from the solar cell.
  3. 3. Solarzelle nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kontakt ( 4 ) durch Brennen durch den Antireflexionsbelag ( 3 ) hindurch gebildet ist, um eine hinreichende ohmsche Ver bindung zwischen der Diffusionsschicht ( 2 ) und dem Kontakt ( 4 ) zu erhalten. 3. Solar cell according to claim 2, characterized in that the contact (4) by firing by the anti-reflection coating (3) is formed therethrough to provide a sufficient resistive Ver bond to obtain between the diffusion layer (2) and the contact (4).
  4. 4. Solarzelle nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Antireflexionsbelag ( 3 ) aus einem elektrisch isolierendem Material besteht. 4. Solar cell according to claim 2, characterized in that the antireflection coating (3) consists of an electrically insulating material.
  5. 5. Solarzelle nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Material des Antireflexionsbelags ( 3 ) aus der TiO 2 , SiO 2 Ta₂O₅, SnO 2 und Si₃N₄ enthaltenden Gruppe ausgewählt ist. 5. Solar cell according to claim 4, characterized in that the material of the antireflection coating (3) consists of TiO 2, SiO 2 Ta₂O₅, SnO 2 and Si₃N₄ containing group.
  6. 6. Solarzelle nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß eine zusätzliche Menge des Elementes der fünften Gruppe bezogen auf die Metallpaste aus einem Bereich zwischen 0,05 Gew.-% bis etwa 0,3 Gew.-% ausgewählt ist. 6. Solar cell according to claim 1 or one of the following, characterized in that an additional amount of the element of the fifth group, based on the metal paste from a range between 0.05 wt .-% to about 0.3 wt .-% selected.
  7. 7. Solarzelle nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß das Metallmaterial aus der Ag, Cu und Ni enthaltenden Gruppe ausgewählt ist. 7. Solar cell according to claim 1 or one of the following, characterized in that the metal material from the Ag, Cu and Ni-containing group is selected.
  8. 8. Solarzelle nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallpaste einen organischen Binder und ein Lösungsmittel enthält. 8. Solar cell according to claim 1 or one of the following, characterized in that the metal paste contains an organic binder and a solvent.
  9. 9. Solarzelle nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallpaste mehrere Elemente der fünften (V) Gruppe des Periodensystems enthält. 9. Solar cell according to claim 1 or one of the following, characterized in that the metal paste contains a plurality of elements of the fifth (V) group of the periodic system.
  10. 10. Solarzelle, mit 10. Solar cell with
    • - einem Halbleitersubstrat, in das aktive Verunreinigungen zur Bildung einer pn-Übergangsschicht eindiffundiert sind, und mit - a semiconductor substrate are diffused into the active impurities to form a pn junction layer, and
    • - einem Frontkontakt aus einer Metallpaste, die einen metallischen Puder als Basismaterial, eine Glasurmasse, einen organischen Binder und ein Lösungsmittel enthält, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallpaste ein Element der fünften (V) Gruppe des Perioden systems enthält. - a front contact from a metal paste containing a metal powder as a base material, a glass frit, an organic binder and a solvent, characterized in that the metal paste containing an element of the fifth (V) group of the periodic system.
  11. 11. Solarzelle nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Element Phosphor (P) ist. 11. Solar cell according to one of claims 1 to 10, characterized in that the element is phosphorus (P).
  12. 12. Solarzelle nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallpaste eine Silber(Ag)-Paste ist. 12. Solar cell according to one of claims 1 to 11, characterized in that the metal paste, a silver (Ag) paste.
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